RU2079149C1 - Transducer radio-frequency section for small-sized radar - Google Patents
Transducer radio-frequency section for small-sized radar Download PDFInfo
- Publication number
- RU2079149C1 RU2079149C1 RU94029951A RU94029951A RU2079149C1 RU 2079149 C1 RU2079149 C1 RU 2079149C1 RU 94029951 A RU94029951 A RU 94029951A RU 94029951 A RU94029951 A RU 94029951A RU 2079149 C1 RU2079149 C1 RU 2079149C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waveguide
- attenuator
- fixed
- transmitting
- horn
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000010755 BS 2869 Class G Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для обнаружения движущихся объектов преимущественно в составе системы предупреждения столкновения транспортных средств. The invention relates to devices for detecting moving objects mainly as part of a vehicle collision avoidance system.
Известна допплеровская радиолокационная станция для изготовления датчиков перемещения (ЕПВ заявка N 0040818, кл. G 01 S 7/02). Known Doppler radar for the manufacture of displacement sensors (EPO application N 0040818, CL G 01 S 7/02).
Известное устройство содержит два объемных резонатора в основном одинаковой формы. В первом резонаторе установлен генераторный диод. Во втором резонаторе предусмотрен приемный диод. Первый резонатор закрыт, а второй резонатор выполнен открытым с торца. Общая соединительная стенка обоих резонаторов имеет отверстие. The known device contains two volume resonators of basically the same shape. A generator diode is installed in the first resonator. A receiving diode is provided in the second resonator. The first resonator is closed, and the second resonator is made open from the end. The common connecting wall of both resonators has an opening.
Данное устройство не обеспечивает развязки приемного и передающего каналов, следовательно, может использоваться только на очень малых расстояниях. This device does not provide isolation of the receiving and transmitting channels, therefore, it can only be used at very small distances.
Прототипом заявляемого устройства является малогабаритный экономический радиолокатор для обнаружения движущейся цели (заявка Японии N 62 38664, кл. G 01 S 7/02). The prototype of the claimed device is a small-sized economic radar for detecting a moving target (Japanese application N 62 38664, class G 01 S 7/02).
Устройство прототипа содержит U-образно расположенные передающие и приемную антенны, генератор непрерывного излучения, частотный модулятор, смеситель, крестообразный направленный ответвитель, установленный между волноводом направленного ответвителя и волноводом смесителя плоский элемент связи, элемент эквивалентной нагрузки, с регулируемым импедансом, установленный со стороны нагрузочной щели ответвителя. При этом длинные оси поперечных сечений волновода смесителя и волновода ответвителя взаимно перпендикулярны, а щель элемента связи, для обеспечения заданного уровня связи, установлена наклонно относительно указанных щелей. Ответвитель, смеситель, элемент связи и элемент эквивалентной нагрузки собираются в единую конструкцию, представляющую основание приемной антенны. The prototype device contains U-shaped transmitting and receiving antennas, a continuous radiation generator, a frequency modulator, a mixer, a crosswise directional coupler installed between the directional coupler waveguide and the mixer waveguide, a flat coupling element, an equivalent load element with adjustable impedance mounted on the side of the load gap coupler. Moreover, the long axes of the cross sections of the mixer waveguide and the coupler waveguide are mutually perpendicular, and the slit of the coupling element, to ensure a given level of coupling, is installed obliquely with respect to these slots. The coupler, mixer, coupling element and equivalent load element are assembled into a single structure representing the base of the receiving antenna.
Недостатком прототипа является наличие потерь, обусловленных наличием крестообразного направленного ответвителя и элемента эквивалентной нагрузки. Наличие крестообразноого направленного ответвителя и элемента связи как отдельных элементов приводит к увеличению габаритов устройства. The disadvantage of the prototype is the presence of losses due to the presence of a crosswise directional coupler and an element of equivalent load. The presence of a crosswise directional coupler and a communication element as separate elements leads to an increase in the dimensions of the device.
Целью изобретения является упрощение конструкции и уменьшение габаритов радиолокатора до размеров, допускающих его установку на легковом автомобиле, при одновременном повышении его энергетического потенциала. The aim of the invention is to simplify the design and reduce the size of the radar to dimensions that allow its installation on a passenger car, while increasing its energy potential.
Для достижения поставленной цели введен непоглощающий волноводный ослабитель с запредельным волноводом, параллельным узкой стенке волновода ослабителя, и полосковая линия с опорным диэлектрическим листом, при этом полосковая линия закреплена в запредельном волноводе ослабителя, диоды смесителя закреплены на опорном диэлектрическом листе, генератор непрерывного частотномодулированного излучения закреплен на входе ослабителя, передающая антенна закреплена на выходе ослабителя, приемная антенна закреплена на стенке запредельного волновода. To achieve this goal, a non-absorbing waveguide attenuator with a transverse waveguide parallel to the narrow wall of the attenuator waveguide and a strip line with a supporting dielectric sheet are introduced, while the strip line is fixed in the transitive waveguide of the attenuator, mixer diodes are fixed on the supporting dielectric sheet, and a continuous frequency-modulated radiation generator is fixed on inlet of the attenuator, the transmitting antenna is fixed to the output of the attenuator, the receiving antenna is fixed to the wall of the olnovoda.
Возможные варианты исполнения устройства:
разворот передающей антенны относительно продольной оси сечения полосковой линии для обеспечения приема отраженного сигнала той же поляризации, какой он был излучен. При этом возможно расположение антенн под углом 45o относительно продольной оси полосковой линии для обеспечения работы радиолокатора при встречном движении транспортных средств с аналогичным радиолокаторами;
для уменьшения длины антенны при сохранении их простоты и коэффициента усиления приемная и передающая антенну могут быть выполнены рупорными с профилированными вдоль длинной оси раскрыва рупора диэлектрическими вставками, обеспечивающие синфазность поля в раскрыве рупора;
для расширения возможностей радиолокатора в целях измерения угловых координат возможно расположение под углом друг к другу продольных осей приемной и передающей антенн для образования равносигнальной зоны радиолокатора по азимуту или углу места. При этом на выходе генератора и в составе антенн желательно иметь вентили, обеспечивающие проход излучения только в заданном направлении.Possible versions of the device:
the rotation of the transmitting antenna relative to the longitudinal axis of the section of the strip line to ensure the reception of the reflected signal of the same polarization as it was emitted. In this case, it is possible to arrange the antennas at an angle of 45 o relative to the longitudinal axis of the strip line to ensure radar operation in the oncoming traffic of vehicles with similar radars;
to reduce the length of the antenna while maintaining their simplicity and gain, the receiving and transmitting antennas can be made horn with dielectric inserts profiled along the long axis of the mouth of the horn, providing phase matching in the mouth of the horn;
to expand the capabilities of the radar in order to measure angular coordinates, it is possible to position the longitudinal axes of the receiving and transmitting antennas at an angle to each other to form an equal-signal zone of the radar in azimuth or elevation. At the same time, at the output of the generator and in the composition of the antennas, it is desirable to have valves providing the passage of radiation only in a given direction.
На чертеже изображена компановочная схема построения заявляемого устройства. The drawing shows a layout diagram of the construction of the claimed device.
Устройство установлено в корпусе 1, закрытом с одной стороны радиопрозрачной крышкой 15. The device is installed in the housing 1, closed on one side by a radio-transparent cover 15.
Устройство содержит U-образно расположенные передающую антенну, включающую рупорную антенну 13 с диэлектрической вставкой 14, вентиль 11, наклонный отрезок волновода 12 и приемную антенну, включающую рупорную антенну 17 с диэлектрической вставкой 18, вентиль 5 и наклонный отрезок волновода 16. The device comprises a U-shaped transmitting antenna including a horn antenna 13 with a dielectric insert 14, a valve 11, an inclined length of the waveguide 12 and a receiving antenna including a horn antenna 17 with a dielectric insert 18, a valve 5 and an inclined length of the waveguide 16.
В состав устройства также входят: генератор непрерывного частотномодулированного излучения 8, вентиль 9, смеситель, включающий смесительный диод 4, короткозамыкающий поршень 3, полосковую линию 7, сигнальный вывод 2, открытый резонатор смесителя 19. В конструкцию устройства входит непоглощающий волноводный ослабитель с запредельным волноводом 6 и прямоугольным волноводом основного сечения 10. Перпендикулярно широкой стенке волновода 10 выполнено прямоугольное отверстие запредельного волновода 6, в котором расположена полосковая линия 7, включающая металлизированный опорный диэлектрический лист. The device also includes: a generator of continuous frequency-modulated radiation 8, valve 9, a mixer including a mixing diode 4, a short-circuit piston 3, a strip line 7, a signal output 2, an open cavity of the mixer 19. The device includes a non-absorbing waveguide attenuator with a transverse waveguide 6 and a rectangular waveguide of the main cross section 10. Perpendicular to the wide wall of the waveguide 10, a rectangular hole is made of the transcendental waveguide 6, in which the strip line 7, incl. yuchayuschaya metallised dielectric support sheet.
Продольная ось полосковой линии 7 параллельна узкой стенке волновода 10 ослабителя и перпендикулярна его широкой стенке. Плоскость полосковой линии 7 расположена параллельно узкой стенке волновода 10 ослабителя, генератор 8 закреплен через вентиль 9 на входе прямоугольного волновода 10 ослабителя, на выходе которого закреплены элементы передающей антенны. The longitudinal axis of the strip line 7 is parallel to the narrow wall of the attenuator waveguide 10 and perpendicular to its wide wall. The plane of the strip line 7 is parallel to the narrow wall of the attenuator waveguide 10, the generator 8 is fixed through a valve 9 at the inlet of the rectangular attenuator 10, at the output of which elements of the transmitting antenna are fixed.
Элементы приемной антенны закреплены на стенке запредельного волновода ослабителя 6 на входе открытого резонатора 19 смесителя. Смесительные диоды 4 расположены в резонаторе 19 и закреплены на опорном диэлектрическом листе между полосковой линией и остальной металлизацией листа. С помощью наклонного отрезка прямоугольного волновода 12 антенны работают на одной поляризации. Для обеспечения поляризационной развязки от радиолокаторов, установленных на встречных транспортных средствах, применим второй наклонный отрезок волновода 16. Диэлектрические вставки 14 и 18 выполнены переменной толщины вдоль широкой стенки раскрыва рупора. Изменение толщины ступенчатое и обеспечивает выравнивание распределения фазы в раскрыве неоптимального рупора. Для расширения возможности радиолокатора по измерению угловых координат приемная антенна может быть установлена под углом к продольной оси передающей антенны для образования равносигнальной зоны радиолокатора по азимуту или углу места. The elements of the receiving antenna are mounted on the wall of the transcendental waveguide attenuator 6 at the input of the open resonator 19 of the mixer. The mixing diodes 4 are located in the resonator 19 and are mounted on a supporting dielectric sheet between the strip line and the rest of the metallization sheet. Using an inclined segment of a rectangular waveguide 12, the antennas operate on the same polarization. To ensure polarization isolation from radars installed on oncoming vehicles, we apply the second inclined segment of the waveguide 16. The dielectric inserts 14 and 18 are made of variable thickness along the wide wall of the mouth of the mouthpiece. The change in thickness is stepwise and provides equalization of the phase distribution in the opening of a non-optimal horn. To expand the radar's ability to measure angular coordinates, the receiving antenna can be installed at an angle to the longitudinal axis of the transmitting antenna to form an equal-signal zone of the radar in azimuth or elevation.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Частотномодулированное излучение генератора 8 через вентиль 9 и волновод 10 ослабителя и запредельный волновод 6 поступает на полосковую линию 7 смесителя и на вход передающей антенны, через которую излучается в пространство. Отраженный от препятствия сигнал поступает через приемную антенну на вход резонатора 19 смесителя. Результаты смешения отраженного сигнала с опорным сигналом, поступающим по полосковой линии 7, через сигнальный вывод 2 поступает на дальнейшую обработку для выделения информации по дальности, скорости и, в случае заклона антенн, по углу. The frequency-modulated radiation of the generator 8 through the valve 9 and the waveguide 10 of the attenuator and the transverse waveguide 6 is fed to the strip line 7 of the mixer and to the input of the transmitting antenna, through which it is emitted into space. The signal reflected from the obstacle enters through the receiving antenna to the input of the resonator 19 of the mixer. The results of mixing the reflected signal with the reference signal coming through the strip line 7, through the signal output 2 is fed to further processing to extract information on the range, speed and, in the case of antenna tilt, angle.
На чертеже устройство изображено в масштабе 1:1. In the drawing, the device is depicted in a scale of 1: 1.
Габариты устройства определяются в основном размером рупорных антенн и длиной полосковой линии между резонатором 19 и волноводом 10. The dimensions of the device are determined mainly by the size of the horn antennas and the length of the strip line between the resonator 19 and the waveguide 10.
Построение непоглощающего волноводного ослабителя с запредельным волноводом аналогично описанному в кн."Техника и приборы СВЧ" И.В.Лебедев, М. Высшая школа, 1970 г. стр. 253 рис. 8.16а. The construction of a nonabsorbing waveguide attenuator with a transverse waveguide is similar to that described in the book “Microwave Engineering and Instruments” IV Lebedev, M. Higher School, 1970, p. 253 fig. 8.16a.
Для формирования поля в плоскости линии в устройстве заложена длина полосковой линии около 5 волноводных длин волн. Для уменьшения размеров рупорных антенн, являющихся оптимальными по узкой стенке и не оптимальными по широкой стенке раскрыва, применена диэлектрическая вставка из полистирола или фторопласта. To form a field in the plane of the line, a strip length of about 5 waveguide wavelengths is laid in the device. To reduce the size of the horn antennas, which are optimal over a narrow wall and not optimal over a wide aperture wall, a dielectric insert made of polystyrene or fluoroplastic is used.
Данная конструкция, по сравнению с прототипом, позволяет повысить технологичность устройства вследствие перехода на микрополосковую технологию, упрощает конструкцию, т. к. не требуется применения элемента эквивалентной нагрузки с регулируемым импедансом и плоского щелевого элемента связи с гетеродинным волноводом смесителя, что облегчает работу с радиолокатором, особенно в процессе настройки. В данной конструкции предусмотрено лучшее использование энергии генератора, чем в прототипе, и не требуется поэтому применение элемента эквивалентной нагрузки. This design, in comparison with the prototype, allows to increase the manufacturability of the device due to the transition to microstrip technology, simplifies the design, since it does not require the use of an equivalent load element with adjustable impedance and a flat slot communication element with a heterodyne waveguide of the mixer, which facilitates work with the radar, especially during the setup process. This design provides for a better use of generator energy than in the prototype, and therefore the use of an equivalent load element is not required.
Экспериментальные исследования макета заявляемого устройства показали, что при помощи генератора 30 мВт и размера раскрыва рупора 30х60 мм длиной 60 мм рабочая дальность действия радиолокатора от 5 до 100 м. Experimental studies of the layout of the inventive device showed that using a 30 mW generator and a mouth aperture size of 30x60 mm, 60 mm long, the working range of the radar is from 5 to 100 m.
Объем устройства 1,5 л вместе с платами предусилителя и полосового фильтра. The volume of the device is 1.5 liters, together with the preamplifier and bandpass filter boards.
Предлагаемое устройство может быть применено в составе системы предупреждения столкновения транспортных средств. The proposed device can be used as part of a collision avoidance system for vehicles.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94029951A RU2079149C1 (en) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | Transducer radio-frequency section for small-sized radar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94029951A RU2079149C1 (en) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | Transducer radio-frequency section for small-sized radar |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94029951A RU94029951A (en) | 1996-07-27 |
| RU2079149C1 true RU2079149C1 (en) | 1997-05-10 |
Family
ID=20159597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94029951A RU2079149C1 (en) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | Transducer radio-frequency section for small-sized radar |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2079149C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2117964C1 (en) * | 1997-06-25 | 1998-08-20 | Конструкторское бюро машиностроения | Small-sized radar of motor vehicle |
| RU2155354C1 (en) * | 1999-11-04 | 2000-08-27 | Закрытое акционерное общество "Морские комплексы и системы" | Radar system |
| RU2209444C2 (en) * | 1998-02-03 | 2003-07-27 | Роберт Бош Гмбх | Range finder |
| RU2315961C2 (en) * | 2004-07-14 | 2008-01-27 | Фега Грисхабер Кг | Device for checking container filling level |
-
1994
- 1994-08-09 RU RU94029951A patent/RU2079149C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 3аявка Японии N 62-38664, кл. G 01S 7/02, 1984. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2117964C1 (en) * | 1997-06-25 | 1998-08-20 | Конструкторское бюро машиностроения | Small-sized radar of motor vehicle |
| RU2209444C2 (en) * | 1998-02-03 | 2003-07-27 | Роберт Бош Гмбх | Range finder |
| RU2155354C1 (en) * | 1999-11-04 | 2000-08-27 | Закрытое акционерное общество "Морские комплексы и системы" | Radar system |
| RU2315961C2 (en) * | 2004-07-14 | 2008-01-27 | Фега Грисхабер Кг | Device for checking container filling level |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94029951A (en) | 1996-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6563477B2 (en) | Antenna apparatus and transmission and receiving apparatus using same | |
| US11031682B2 (en) | Adaptive polarimetric radar architecture for autonomous driving | |
| JP3119176B2 (en) | Antenna shared distributor and transmitter / receiver for dielectric line | |
| KR100423820B1 (en) | Monostatic FM S / W radar sensor | |
| JP3473576B2 (en) | Antenna device and transmitting / receiving device | |
| KR100270038B1 (en) | Transmitter-receiver | |
| US5614909A (en) | FM radar system | |
| EP0871239B1 (en) | Antenna device and radar module | |
| JP2004158911A (en) | Sector antenna system and on-vehicle transmitter-receiver | |
| US5900843A (en) | Airborne VHF antennas | |
| US7688252B2 (en) | Radar system, in particular for measuring distance and/or speed | |
| EP0859425A1 (en) | On-vehicle radar antenna | |
| RU2079149C1 (en) | Transducer radio-frequency section for small-sized radar | |
| JP3498434B2 (en) | Aperture antenna, antenna driving circuit, and radar device | |
| JP3272523B2 (en) | Transmitter and receiver antenna separate type radar device | |
| RU2109377C1 (en) | Summary-difference feed of monopulse antenna | |
| CN113571910A (en) | Millimeter wave antenna, vehicle-mounted millimeter wave radar and automobile | |
| JPH06216654A (en) | Non-radiative dielectric line mixer | |
| JPH11214919A (en) | Slot antenna | |
| EP0734595A1 (en) | Directional radar arrangement and antenna array | |
| Bi et al. | A Multi-Function Automotive MM-Wave Radar Design | |
| WO2025124363A1 (en) | Waveguide antenna and related apparatus | |
| Wagatsuma et al. | Planar millimeter-wave car warning radar using NRD-guide | |
| US20040248525A1 (en) | Radar duplexing arrangement | |
| JPH0216878B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090810 |